Supermateriál pro budoucnost: Hořčík!

Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.Stoupající náklady na pohonné hmoty a jejich klesající zásoby, nutí vědce a technology hledat co nejlehčí materiály pro výrobu aut, letadel a dalších dopravních prostředků. Doslova zázraky se nyní čekají od hořčíku (Mg). Zatím je největším zádrhelem výroba takové hořčíkové slitiny, která by snesla průmyslové výrobní procesy.

Čistý hořčík, nazývaný také magnézium, hoří za vysokých teplot oslnivým bílým světlem. Proto je tolik využíván jako součást směsí pro výrobu ohňostrojů. Většina z nás jej dobře zná i z efektních pokusů ve školních laboratořích. Čím ale hořčík tak učaroval vědcům?

Hořčík je všude kolem nás
Potřeba snižovat hmotnost dopravních prostředků je stále naléhavější a hořčík se jeví jako vysoce efektivní a navíc ekologický kov. Co ale vědce nejvíce zajímá, je jeho hustota. Hořčík je neobyčejně lehký. V porovnání s hliníkem je jeho hustota o 30 % nižší, a hmotností se tak vyrovná některým odlehčeným plastům. Přitom je vysoce pevný. Velkou roli hraje i snadná dostupnost hořčíku, je totiž šestým nejběžnějším prvkem v zemské kůře a vyskytuje se prakticky po celém světě v obrovském množství. Vzhledem k tomu, že hořčík velmi snadno reaguje s dalšími prvky, vyskytuje se v přírodě pouze ve sloučeninách.
Hořčík je však i důležitou součástí rostlin. Ve všech zelených rostlinách je totiž součástí chlorofylu.

Revoluce v automobilovém průmyslu?
V současné době se zkoumají vlastnosti hořčíku zejména pro jeho využití v automobilových bateriích, které jsou zbytečně těžké a zvyšují spotřebu u aut. U baterií hraje velkou roli také možnost jejich recyklace, což je dosud u běžných olověných baterií nemalým problémem. Hořčík je snadno recyklovatelný a ani jeho zbytky by nijak nezatěžovaly přírodní prostředí. V současné době je podíl hořčíku ve slitinách, používaných k výrobě autodílů, zhruba pouhých 5–7 kilogramů. Výrobci automobilů však mají již dnes plány na zvýšení podílu hořčíku v autech až na 160 kilogramů, což by zvýšilo účinnost paliva asi o 1 %.

Na hořčík čeká i elektronika a strojírenství
Jak slibně vypadá použití hořčíku v akumulátorech, tak se očekává jeho využití i v palivových a fotovoltaických článcích, a vzhledem k jeho velmi dobrým elektromagnetickým a vysokofrekvenčním vlastnostem i v mobilních telefonech, osobních počítačích, fotoaparátech a dalších výrobcích. Hořčík je rovněž horkým kandidátem na to, aby nahradil i kovové prvky, používané ve strojírenském průmyslu. Vědci však musejí nejprve lépe prozkoumat jeho mechanické, chemické a fyzikální vlastnosti.

Těžko se dá formovat
Jedním z největších omezení, které stojí v cestě širšímu využití hořčíku, je jeho poměrně nepružná hexagonální struktura, která působí problémy při lisování a obrábění. Hliníkové nebo ocelové plechy se snadno tvarují a stačí jednoduchá lisovací forma, abychom dostali během pár vteřin například požadovaný díl karoserie auta. Hořčík tomu ale vzdoruje a chce po technolozích posílení struktury. To ovšem není tak jednoduché, jak by se zdálo. Vědci už sice přišli na způsob, jak to udělat pomocí kovových slitin, obsahujících hořčík a další kovy. Jde jen o to najít správnou kombinaci do takovéto slitiny. Zatím je totiž hořčík pěkně vzdorovitý a vyžaduje posílení struktury za pomoci pěkně drahých příměsí, jako je neodym, yttrium, lanthan a další. V současné fázi výzkumu by využití těchto vzácných kovových prvků výrobu automobilů spíše zdražilo než zlevnilo. Zdá se, že se však blýská na lepší časy. Vědci nedávno vytvořili první slitinu na bázi hliníku, vápníku a hořčíku, která by tvrdým podmínkám vyhovovala. 

Pomohou počítačové modely
Hořčík čeká bezesporu slibná budoucnost a ty pravé objevy teprve přijdou. Aby se vynořily co nejdříve, využívají vědci a inženýři počítačového modelování struktur jednotlivých slitin, což nesmírně urychluje výzkum. Pomocí těchto modelů mohou předvídat a dokonce i testovat silné i slabé stránky nových slitin, aby se co nejvíce zrychlila inovace materiálů. Protože však každé modelování pouze určitým způsobem simuluje skutečnost a v reálu se může slitina chovat odlišně, musí se počítačový model ověřit pomocí řady experimentů.

Rubriky:  Technologie
Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Masové kuličky spadlé z nebe… Drony budou ve Finsku doručovat zákazníkům jídlo

Masové kuličky spadlé z nebe…...

Wing je sesterská společnost Googlu, která se již delší dobu zabývá doručováním...
Fotí dražší mobily lépe než levné kompakty?

Fotí dražší mobily lépe než...

Nezávislý spotřebitelský časopis porovnal kvalitu fotografií pořízených...
První létající taxíky budou v Německu do šesti let

První létající taxíky budou v...

Se vskutku smělým prohlášením přišel před několika dny německý startup Lilium,...
V jihokorejské armádě budou sloužit zvířecí roboti

V jihokorejské armádě budou sloužit...

Jihokorejská Defence Acquisition Programme Administration (DAPA) v neděli zveřejnila...
Základy kvantového internetu položili čeští vědci

Základy kvantového internetu...

Budoucnost kvantového internetu je opět o krok blíže. Vědci z Univerzity...
Nový přístroj na snímání otisků prstů má pomoci při řešení odložených případů

Nový přístroj na snímání otisků prstů má...

Nová bezkontaktní metoda efektivnějšího snímání otisků prstů z předmětu vzešla...
Technologie jako ze sci-fi filmu: Vědci vytvořili průhlednou baterii

Technologie jako ze sci-fi filmu:...

Práce vědců z Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology nás...
Pokročilá technologie do nemocnic

Pokročilá technologie do nemocnic

Lékaři v pražské Všeobecné fakultní nemocnici spolupracují se společností...
Torpédem proti torpédu? Námořní velmoce chtějí vyvinout nové protiponorkové opatření

Torpédem proti torpédu? Námořní...

I v moderní válce platí ponorky za těžkého nepřítele, s jehož torpédy je...
Australské elektrokoloběžky byly vulgární na zákazníky

Australské elektrokoloběžky byly...

Zelené koloběžky LIME jsou populární v Americe, Austrálii i Evropě a své...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Video: TOP 5 nejdražších věcí z výkalů

Video: TOP 5 nejdražších věcí z...

Pokud zavítáte někdy do Thajska, můžete si pořídit Poo poo paper. To...
VIDEO: Zásobárna jedu jménem mravenci

VIDEO: Zásobárna jedu jménem...

Mravenci jsou jedním z nejrozšířenějších druhů po celé planetě. Žijí...
Fingovaná úmrtí slavných osobností: Kdo ve skutečnosti nezemřel?

Fingovaná úmrtí slavných...

Zemřeli doopravdy, nebo jenom zmizeli? Proč mají na náhrobku chybu? Proč...
Za kolik jsou dívky schopny prodat své panenství?

Za kolik jsou dívky schopny prodat...

Dnes si představíme poměrně kuriózní příběhy dívek, které na internetu...
Saladin svými výboji podkopal trh s otroky

Saladin svými výboji podkopal...

Když sultán Saladin zemřel, jeho věrní údajně otevřeli jeho soukromou pokladnici, aby...
Video: vtipné momentky z NHL

Video: vtipné momentky z NHL

Ne vždy se daří tak, jak má a ne vždy je vše podle...
Které světově proslulé firmy dneška kolaborovaly s nacisty?

Které světově proslulé firmy...

Když se řekne Coca-Cola, Hugo Boss či IBM, každý si představí prosperující...
Dosáhl rekordman úspěchu díky podvodu?

Dosáhl rekordman úspěchu díky...

„Jestli se někdo pokusí zabít mého muže, vlastnoručně ho podřežu,“...
Co má na svědomí ženský orgasmus aneb evoluce ví, co dělá

Co má na svědomí ženský orgasmus...

Ženský orgasmus mate vědce po celá staletí. Zatímco u toho mužského je...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.